Verbesserung der Mikrozirkulation von Muskellappen durch Gewebsplasminogenaktivator im Ratten-Cremaster-Muskellappenmodell[*]

Zusammenfassung

Gewebsplasminogenaktivator (t-PA) gilt heutzutage als das wirksamste und zugleich sicherste Fibrinolytikum. t-PA findet klinische Anwendung insbesondere zur Thrombolyse bei akutem Myokardinfarkt, ischämischem Schlaganfall, tiefer Beinvenenthrombose, Lungenembolie sowie bei verschiedenen embolischen arteriellen Verschlüssen. Kontrollierte Studien zur Verwendung von t-PA in der Mikrochirurgie und bei freier Gewebeübertragung fehlen jedoch. Ziel dieser Studie war die Untersuchung der Wirkung von t-PA auf die Perfusion von Muskellappen nach einem thrombogenen Geschehen an der zuführenden Arterie. 24 männliche Sprague-Dawley-Ratten wurden in vier experimentelle Gruppen mit je sechs Tieren unterteilt. In Gruppe 1 wurde der M. cremaster als gestielter Muskellappen isoliert. In Gruppe 2 folgte der Muskeldissektion eine semizirkuläre thrombogene invertierende Naht an der ipsilateralen A. iliaca communis. Gruppe 3 erhielt nach der invertierenden Naht eine lokale intraarterielle t-PA-Infusion und Gruppe 4 ausschließlich eine Infusion des Vehikels. Nach 24 Stunden wurden hämodynamische Parameter in den Muskellappen mittels intravitaler Mikroskopie gemessen. Nach invertierender Naht nahm die Kapillarperfusion signifikant von 6,23 (Gruppe 1) auf 1,50 perfundierte Kapillaren je Gesichtsfeld (Gruppe 2) ab (Mediane). Nach t-PA-Applikation wurde die Kapillarperfusion signifikant wiederhergestellt von 1,50 (Gruppe 2) und 2,50 (Gruppe 4) auf 6,00 (Gruppe 3) (Mediane). Durch Erhaltung der kapillären Perfusion vermag t-PA die Überlebensrate von Muskellappen zu erhöhen.

Summary

Currently, tissue-plasminogen activator (t-PA) is the most potent and nevertheless safe fibrinolytic in clinical use. Its indications are fibrinolysis in acute myocardial infarction, ischemic stroke, deep vein thrombosis, pulmonary thromboembolism, as well as different kinds of peripheral arterial embolism. However, controlled studies on the effect of t-PA in microsurgery and free tissue transplantation are lacking. This study was designed to evaluate the effect of tissue-plasminogen activator on skeletal muscle flap perfusion after a thrombogenic stimulus. 24 male Sprague-Dawley rats were divided into four experimental groups of six animals each. In group 1, the cremaster was isolated as an end organ flap, in group 2 after cremaster isolation a semicircular inverted suture as a thrombogenic insult was performed at the ipsilateral common iliac artery. In group 3, local t-PA infusion followed the inverted suture and in group 4, vehicle was infused. After 24 hours, we measured cremaster muscle flap hemodynamics using intravital microscopy. Capillary perfusion significantly decreased after the inverted suture from 6.23 (group 1) to 1.50 (group 2) functional capillaries per visual field (medians). t-PA significantly increased capillary perfusion after the thrombogenic insult from 1.50 (group 2) and 2.50 (group 4) to 6.00 (group 3) (medians). Restoring capillary perfusion after a thrombogenic insult t-PA may increase flap survival rates.

Mikrovaskuläre Thrombose - intravitale Mikroskopie - Cremaster-Muskellappen-Modell der Ratte - kapilläre Perfusion - t-PA - Gewebsplasminogenaktivator

Microvascular thrombosis - intravital microscopy - rat cremaster muscle flap model - capillary perfusion - t-PA - tissue-plasminogen activator

Literatur

• 1 Acland R D, Anderson G, Siemionow M, McCabe S. Direct in vivo observations of embolic events in the microcirculation distal to small-vessel anastomosis.  Plast Reconstr Surg. 1989;  84 280-288
• 2 Anderson G L, Acland R D, Siemionow M, McCabe S J. Vascular isolation of the rat cremaster muscle.  Microvasc Res. 1988;  36 56-63
• 3 Barker J H, Anderson G L, Gu J M, Wyllie F, Acland R D. Experimental study of the relationship between alterations in tissue perfusion and anastomotic patency.  Microsurgery. 1993;  14 409-415
• 4 Berger A, Machens H-G, Mailaender P. Approaches to postoperative blood flow monitoring after free tissue transfer. Which is the best?.  Int Angiol. 1995;  14 288-296
• 5 Gillis J C, Wagstaff A J, Goa K L. Alteplase: A reappraisal of its pharmacological properties and therapeutic use in acute myocardial infarction.  Drugs. 1995;  50 102-136
• 6 Knight K R. Review of postoperative pharmacological infusions in ischemic skin flaps.  Microsurgery. 1994;  15 675-684
• 7 Krapohl B D, Siemionow M, Piza P, Pieramici S F, Zins J E. Thrombogenic stimulus via inverted suture causes long-term decrease of muscle flap perfusion.  Ann Plast Surg. 1999;  42 299-305
• 8 Krapohl B D, Siemionow M, Zins J E. Effect of tissue-plasminogen activator on leukocyte-endothelial interactions at the microcirculatory level.  Plast Reconstr Surg. 1998;  102 2388-2394
• 9 Lutomski D M, Bottorff M, Sangha K. Pharmacokinetic optimisation of the treatment of embolic disorders.  Clin Pharmacokinet. 1995;  28 67-92
• 10 Machens H-G, Mailänder P, Rieck B, Berger A. Techniques of postoperative blood flow monitoring after free tissue transfer: An overview.  Microsurgery. 1994;  15 778-786
• 11 Mailänder P, Machens H-G, Waurick R, Rieck B, Berger A. Routine monitoring in patients with free tissue transfer by Laser-Doppler flowmetry.  Microsurgery. 1994;  15 196-202
• 12 Montrucchio G, Lupia E, De Martino A, Silvestro L, Savu S R, Cacace G, DeFilippi P G, Emanuelli G, Camussi G. Plasmin promotes an endothelium-dependent adhesion of neutrophils. Involvement of platelet activating factor and P-selectin.  Circulation. 1996;  93 2152-2160
• 13 Peter F W, Franken R JPM, Wang W Z, Anderson G L, Schuschke D A, O'Shaughnessy M M, Banis J C, Steinau H U, Barker J H. Effect of low dose aspirin on thrombus formation at arterial and venous microanastomoses and on the tissue microcirculation.  Plast Reconstr Surg. 1997;  99 1112-1121
• 14 Rohrich R J, Handren J, Kersh R, Hergrueter C A, May J M. Prevention of microvascular thrombosis with short-term infusion of human tissue-type plasminogen activator.  Plast Reconstr Surg. 1996;  98 118-128
• 15 Salemark L. International survey of current microvascular practices in free tissue transfer and replantation surgery.  Microsurgery. 1991;  12 308-311
• 16 Siemionow M, Andreasen T, Chick L, Lister G. Effect of muscle flap denervation on flow hemodynamics: A new model for chronic in vivo studies.  Microsurgery. 1994;  15 891-894
• 17 Siemionow M, Andreasen T, Lister G. Hemodynamic variations between end-to-side and end-organ flap systems.  J Hand Surg [Am]. 1995;  20 205-212
• 18 Stepnick D W, Hayden R E, Hogikyan N D. Development of thrombosis models in the rabbit.  Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 1994;  120 997-1002
• 19 Tanswell P, Seifried E, Su P CAF, Feuerer W, Rijken D C. Pharmacokinetics and systemic effects of tissue-type plasminogen activator in normal subjects.  Clin Pharmacol Ther. 1989;  46 155-162
• 20 Topol E J, Armstrong P, van de Werf F, Kleiman N, Lee K, Morris D, Simoons M, Barbash G, White H, Califf R M. Confronting the issues of patient safety and investigator conflict of interest in an international clinical trial of myocardial reperfusion.  J Am Coll Cardiol. 1992;  19 1123-1128
• 21 Vretos K A, Tsavissis A G. Antithrombotic and anti-inflammatory drugs for protection of microvascular anastomosis.  Acta Orthop Scand (Suppl 264). 1995;  66 48-49
• 22 Wagstaff A J, Gillis J C, Goa K L. Alteplase: A reappraisal of its pharmacology and therapeutic use in vascular disorders other than acute myocardial infarction.  Drugs. 1995;  50 289-316

1 Die vorliegende wissenschaftliche Arbeit wurde von der Boehringer Ingelheim GmbH, der Deutschsprachigen Arbeitsgemeinschaft für Mikrochirurgie der Peripheren Nerven und Gefäße (DAM) und der Albert-J.B.-Sturm-Stiftung für Handchirurgische Forschung finanziell unterstützt.